一、鋁電解電容器的應用范圍:
電解電容廣泛應用在電力電子電路的不同領域,主要是用于平滑、儲存能量或者交流電壓整流后的濾波,另外還用于非精密的時序延時等電路中,因此了解影響電容器壽命的因素非常重要。
二、影響鋁電解電容器壽命的因素:
電解電容的設計和應用條件都會影響到電解電容的壽命。從設計角度,電解電容的設計方法、材料、加工工藝決定了電容的壽命和穩定性。而對應用者來講,使用電壓、紋波電流、開關頻率、安裝形式、散熱方式等都會影響電解電容的壽命。
根據熱點溫度的公式,鋁電解電容的應用環境溫度也是重要因素。在應用時,可以考慮環境散熱方式、散熱強度、電解電容與熱源的距離、電解電容的安裝方式等。電容器內部的熱量,總是從溫度最 高的“熱點”向周圍溫度相對較低的部分傳導。熱量傳遞的途徑有幾種:其一是通過鋁箔和電解液傳導。如果電容被安裝在散熱片上,一部分熱量還將通過散熱片傳遞到環境中。不同的安裝方式和間距和散熱方式都將影響電容到環境的熱阻。
三、實際使用環境中影響電容壽命的因素:
實際使用時一些因素會引起電解電容失效,如極低的溫度,電容溫升(焊接溫度,環境溫度,交流紋波),過高的電壓,瞬時電壓,甚高頻或反偏壓;其中溫升是對電解電容工作壽命影響較大的因素。電容的導電能力由電解液的電離能力和粘度決定。當溫度降低時,電解液粘度增加,因而離子移動性和導電能力降低。當電解液冷凍時,離子移動能力非常低以致非常高的電阻。相反,過高的熱量將加速電解液蒸發,當電解液的量減少到一定極限時,電容壽命也就終止了。在高寒地區(一般-25℃以下)工作時,就需要進行加熱,保證電解電容的正常工作溫度。如室外型UPS,在我國東北地區都配有加熱板。
電容器在過壓狀態下容易被擊穿,而實際應用中的浪涌電壓和瞬時高電壓是經常出現的。尤其我國幅員遼闊,各地電網復雜,因此,交流電網很復雜,經常會出現超出正常電壓的30%,尤其是單相輸入,相偏會加重交流輸入的正常范圍。經測試表明,常用的450V/470uF105℃的2000小時電解電容,在額定電壓的1.34倍電壓下,2小時后電容會出現漏液冒氣,頂部沖開。根據統計和分析,與電網接近的通信開關電源PFC輸出電解電容的失效,主要是由于電網浪涌和高壓損壞。所以對于鋁電解電容的電壓選擇,一般進行二級降額,降到額定值的80%使用較為合理。
四、電容器的安裝對壽命的影響:
電容必須正確安裝才能達到它的設計工作壽命, 當電容排列很緊湊時相鄰電容間至少應留出5mm的間隔以保證適量的空氣流動。電容安裝時應盡量遠離發熱元件,否則過高的溫度會縮短電容器的使用壽命,從而使得電容器成為整個電路中壽命最短的部件。在環境溫度較高的情況下,盡量采用強迫風冷,將電容安裝在進風口處。
五、頻率對壽命的影響:
若電流由基頻和多次諧波構成,則須計算每次諧波產生的功率損耗值,并將計算結果相加以求得總損耗值。 在高頻應用中,電容兩端引線應盡量短以減小等效電感。 電容的諧振頻率,因電容器種類不同而不同,如果電容器在高于諧振頻率時使用,對外特性呈感性。
六、 結論:
綜上所述,在避免非正常失效的情況下,選擇正確的應用條件和環境,電解電容的壽命是可以保障的。